JP2017094431A

JP2017094431A - 工具

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Publication number: JP2017094431A
Application number: JP2015228223A
Authority: JP
Inventors: 智秀筒井; Tomohide Tsutsui; 祐輔大澤; Yusuke Osawa; 芹田　智彦; Tomohiko Serita; 智彦芹田
Original assignee: Max Co Ltd
Current assignee: Max Co Ltd
Priority date: 2015-11-20
Filing date: 2015-11-20
Publication date: 2017-06-01
Anticipated expiration: 2035-11-20
Also published as: JP6641919B2; DK3170626T3; EP3170626B1; CN106808436A; US20170144291A1; TW202110599A; US10493614B2; ES2670705T3; US11154976B2; TWI757928B; TWI716493B; CN106808436B; US20200171643A1; EP3170626A1; TW201731641A

Abstract

【課題】荷重に対する出力を安定させる。【解決手段】ユーザーによりトリガの引き操作が行われると（Ｓ１００）、制御装置は一定の荷重における抵抗値を取得し（Ｓ１３０）、基準値と取得した抵抗値との比較結果に基づく補正値を算出する（Ｓ１４０）。次に、制御装置は、以降のユーザーのトリガの押圧に応じて荷重センサにより検出される抵抗値を、算出した補正値を用いて補正する（Ｓ１５０）。【選択図】図９

Description

本発明は、工具に関する。

一般的な電動工具においては、ユーザーがグリップに設けられたトリガを引き操作することによりモータの回転数を制御している。トリガには、操作量により制御を行うストローク式のトリガや、操作荷重の大きさによって制御を行う荷重式のトリガなどが存在する。荷重センサには、半導体や歪ゲージ、感圧導電性エラストマ（以下、感圧ゴムという）を用いた物などがあり、例えば、特許文献１には、無加圧・無変形状態では高い電気抵抗値を示し、圧縮変形時の荷重の増加に従って電気抵抗値が減少して導電性を示す感圧導電性エラストマが記載されている。

特許第４６３０９６４号公報

しかしながら、特許文献１等に記載される荷重センサを採用した電動工具では、以下のような問題がある。すなわち、荷重センサの機械的強度が変化したり、劣化（へたり）してしまう場合がある。ゴムは、温度が高くなると硬度が低下し、温度が低くなると硬度が上がるため、低温環境下では荷重に対する抵抗値の特性が鈍感になり、荷重を掛けてもモータの回転数が上がらなかった。この様なセンサの特性に起因して、ユーザーの押圧操作に応じた荷重に対する出力が安定せず、作業性が低下してしまうという問題があった。

そこで、本発明は、上述した課題を解決するために、荷重に対する出力を安定させることができる工具を提供することを目的とする。

本発明に係る工具は、電気部品を動作させるためのスイッチを備える工具であって、前記スイッチは、前記スイッチを操作するスイッチ操作部と、前記スイッチ操作部の操作による押圧力に応じた荷重を検出する荷重センサと、前記荷重センサにより検出された前記荷重に対する出力を補正する制御部と、を備え、前記制御部により補正された前記出力に基づいて、前記電気部品を動作させるものである。

本発明によれば、荷重センサの特性に影響されることなく、安定した出力を得ることができる。

本発明の一実施の形態に係る電動工具の構成例を示す平面図である。電動工具の構成例を示す断面図である。スイッチの構成例を示す断面図である。スイッチの構成例を示す断面図である。荷重センサの構成例を示す断面図である。スイッチの動作例を示す断面図である。電動工具の機能構成例を示すブロック図である。荷重センサの劣化前および劣化後における荷重−抵抗値特性を示すグラフである。荷重センサの劣化を考慮した場合における電動工具の動作例を示すフローチャートである。温度変化を考慮した場合における電動工具の動作例を示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照しながら、本開示の好適な実施の形態について詳細に説明する。

［電動工具１０の構成例］
図１は本発明の一実施の形態に係る電動工具１０の平面構成の一例を示し、図２はその断面構成の一例を示している。なお、図１および図２において、紙面の左側を電動工具１０の前方とし、紙面の右側を電動工具１０の後方とする。

本発明に係る電動工具１０は、ＤＣブラシレスモータ（以下、モータ２０という）を駆動源とするインパクトドライバである。電動工具１０は、図１および図２に示すように、筒状の電動工具本体（ハウジング）１２と電動工具本体１２の下部から略鉛直方向に延びるグリップ１６とを備えている。電動工具本体１２の側面部には、モータ２０の回転を正回転または逆回転に切り替えるための正逆切替スイッチ６０が設けられている。

電動工具本体１２には、モータ２０と、冷却ファン２２と、減速機４０と、スピンドル４２と、ハンマ４４と、アンビル４６とがそれぞれ内蔵されている。モータ２０は、例えばＤＣブラシレスモータから構成され、電動工具本体１２の後部に設けられている。本発明に開示されるモータ２０は、電気部品の一例である。

冷却ファン２２は、モータ２０の後方であって、モータ２０の回転軸２０ａの同軸上に設けられている。冷却ファン２２は、モータ２０の回転に伴って回転し、電動工具本体１２の側面部に設けられた吸込口から外気を吸い込んでモータ２０を冷却し、吸い込んだ空気を電動工具本体１２の側面部に設けられた排気孔から外部に排出する。

減速機４０は、モータ２０の前方に設けられ、モータ２０の回転軸２０ａに接続されている。減速機４０は、遊星歯車機構を構成し、モータ２０の回転に伴って回転してモータ２０の回転を減速させてスピンドル４２にモータ２０の動力を伝達する。

ハンマ４４は、スピンドル４２の回転を回転打撃力に変換し、変換した回転打撃力をアンビル４６に伝達する。具体的には、ねじ締め動作時（モータ２０の起動時）に後述する出力軸４６ａに設定トルク以上の外部トルク（ねじ締め抵抗）が付与されると、ハンマ４４が圧縮ばね４５を圧縮しながら後退することでアンビル４６とハンマ４４との回転方向の係合が一時的に解除され、その後、圧縮はね４５が復元する力でハンマ４４が前進すると共に、ハンマ４４がアンビル４６を回転方向に打撃する。

アンビル４６は、電動工具本体１２の先端部に設けられ、図示しないドライバビット（先端工具）が装着可能な出力軸４６ａを有している。出力軸４６ａにドライバビットを取り付けた状態でモータ２０を回転駆動させると、モータ２０の駆動力によりドライバビットが回転すると共に打撃されるようになっている。

グリップ１６は、電動工具１０を把持するための部位である。グリップ１６の下部には、電池７０を着脱可能に取り付けることが可能な電池パック取付部１８が設けられている。図１および図２では、電池パック取付部１８に電池７０が取り付けられた状態を示す。電池７０には、残量ゲージが設けられており、電池残量が視認できるようになっている。

電池パック取付部１８の前方に張り出した部位の上面部には、操作パネル２４が設けられている。操作パネル２４は、打撃モードを切り替えるためのモード設定ボタン等を有している。

スイッチ３０は、グリップ１６の上部前方側であって、ユーザーがグリップ１６を把持したときに人差し指がかかる位置に設けられている。ユーザーによるスイッチ３０の押圧動作（引き操作）に応じてモータ２０の回転量がコントロールできるようになっている。

［スイッチ３０の構成例］
図３および図４は、スイッチ３０の構成の一例を示している。図３および図４に示すように、スイッチ３０は、トリガ３００と、センサユニット３１０と、固定部材３５０と、温度センサ（温度測定部）８０と、規制部３７０，３７２，３８０とを備えている。

トリガ３００は、ユーザーが電動工具１０をオン／オフしたりモータ２０の回転量を調整するための部材であって、ユーザーが指で押圧し易いように前面側が湾曲形状となっている。トリガ３００の後面（裏面）には、センサユニット３１０側に突出する突出部３００ａが設けられている。突出部３００ａは、ユーザーによるトリガ３００の押圧操作に応じてセンサユニット３１０側に移動して後述する荷重センサ３２０を押圧する。また、トリガ３００と後述する荷重センサカバー部材３３０との間にはコイルばね３６２が介挿されており、トリガ３００を押圧方向Ｒとは反対側に付勢している。

センサユニット３１０は、荷重センサ３２０と、荷重センサカバー部材３３０と、荷重センサ支持部材３４０とを備えている。図５は、荷重センサ３２０の断面構成の一例を示している。図５に示すように、荷重センサ３２０は、封止カバー３２２と、感圧導電性弾性部材３２４と、基板３２６とを有している。

封止カバー３２２は、例えば弾性的に撓み変形が可能な軟質樹脂材等からなり、押圧部３２２ａとこれに一体形成されたシール部３２２ｂとを有している。押圧部３２２ａは、前面側および後面側のそれぞれが半球状（ドーム状）に突出しており、前面側の突出部がトリガ３００により押圧されることで弾性的に進退移動し、後面側の突出部が感圧導電性弾性部材３２４を押圧する。押圧部３２２ａは、誤動作を防止するために、トリガ３００の突出部３００ａとは距離Ｄ１だけ離間するように設けられている（図４参照）。シール部３２２ｂは、基板３２６の外縁部の全周を囲むように設けられ、荷重センサ３２０内における防水性を確保する機能を有している。

感圧導電性弾性部材（可動接点）３２４は、封止カバー３２２と基板３２６との間に配置され、弾性的に撓み変形が可能な板状の導体性部材から構成されている。導電性部材としては、例えば、金属性導電部材の他、圧力に応じて電気伝導度が変化する感圧性の導体部材、例えば、カーボンや金属粉、金属蒸着粉等の導電性微粒子がゴム材中に分散された感圧部材を好適に用いることができる。感圧導電性弾性部材３２４は、封止カバー３２２から受ける押圧力によって撓むことで基板３２６に当接する。なお、本実施の形態では、感圧導電性弾性部材（可動接点）３２４と封止カバー３２２とを接触させた状態で構成しているが、これらを離間させた構成とすることもできる。

基板３２６は、例えばガラスエポキシ板等の材料からなり、感圧導電性弾性部材３２４と一定の距離Ｄ２をあけて配置されている。基板３２６の前面側には、固定接点をなす複数の導体パターン（図示省略）が形成されている。基板３２６では、感圧導電性弾性部材３２４が導電パターンに当接した状態から圧縮されると、圧縮荷重（変形量）に応じて抵抗値が変化して導通し、基板３２６に接続された配線３６０を介して導通に基づく電気信号を後述する制御装置５０に出力する。荷重の増加により感圧導電性弾性部材３２４の変形量が増加すると、抵抗値が減少する。これにより、ユーザーによるトリガ３００の押圧力に応じた荷重に対する抵抗値を検出することができる。

図３および図４に戻り、荷重センサカバー部材３３０は、荷重センサ３２０を覆うことで荷重センサ３２０の密閉性および防水性を確保するものである。荷重センサカバー部材３３０は、円筒部３３２と、これに一体形成されたフランジ部３３４とから構成されている。円筒部３３２は、押圧部３２２ａを露出させることで突出部３００ａによる押圧部３２２ａの押圧を可能とする。フランジ部３３４は、円筒部３３２の外縁から外方に張り出すと共に、封止カバー３２２の外縁部の全周を覆うように設けられている。

荷重センサ支持部材３４０は、荷重センサ３２０を支持するための部材であり、円筒部３４２とこれに一体形成されたフランジ部３４４とを有している。円筒部３４２は、段差部を有する円筒部材であって、大径円筒部３４２ａとこれに連なる小径円筒部３４２ｂとから構成されている。フランジ部３４４は、大径円筒部３４２ａの前方外縁から張り出しており、荷重センサカバー部材３３０のフランジ部３３４および封止カバー３２２のシール部３２２ｂ（図５参照）のそれぞれに当接している。

荷重センサカバー部材３３０のフランジ部３３４と荷重センサ支持部材３４０のフランジ部３４４とは、封止カバー３２２のシール部３２２ｂを挟み込んだ状態で、ねじ３６６，３６８により締結されている。これにより、荷重センサ３２０が荷重センサカバー部材３３０および荷重センサ支持部材３４０に内包された一体型のユニット構造（センサユニット３１０）となり、荷重センサ３２０の密閉性や防水性が確保される。

固定部材３５０は、電動工具本体１２内に設けられた図示しない取り付け部に固定され、トリガ３００およびセンサユニット３１０の押圧方向Ｒにおける移動を規制する。固定部材３５０は、センサユニット３１０の移動をガイドするためのガイド部３５０ａを有している。ガイド部３５０ａは、固定部材３５０の内周面に設けられ、円筒部３４２の外周面に接することでセンサユニット３１０の直線的な押圧方向Ｒへの移動を可能としている。荷重センサ支持部材３４０の小径円筒部３４２ｂの外周面と固定部材３５０の内周面との間にはバネ３６４が介挿されており、センサユニット３１０がコイルばね３６４によって弾性的に支持されている。

コイルばね３６４は、荷重センサ３２０に対して同軸上に配置され、ユーザーのトリガ３００の押圧により荷重センサ３２０に一定以上の荷重が加えられた際に弾性変形する。これにより、センサユニット３１０を固定部材３５０に対して移動可能な構成とすることができると共に、トリガ３００が受けた押圧力を正確に荷重センサ３２０に伝達することができるので、荷重センサ３２０の感度を向上させることができる。なお、本発明に開示されるコイルばね３６４は、弾性部材の一例である。

温度センサ８０は、例えばサーミスタから構成され、荷重センサ３２０を構成する基板３２６の後面（裏面）側に設けられている。なお、温度センサ８０は、荷重センサ３２０の温度を測定することに限定されることはなく、電動工具１０の電源投入後の使用状態での周囲温度を測定するようにしても良い。周囲温度には、例えば、電動工具本体１２内における荷重センサ３２０の周囲の温度や、電動工具本体１２の周辺の環境温度等が含まれる。この場合、温度センサ８０を取り付ける場所を適宜変更することが好ましい。

規制部３７０，３７２は、図４に示すように、スイッチ３０の内側の上部および下部のそれぞれに設けられ、ユーザーの押圧によるトリガ３００の移動距離をセンサユニット３１０の最大移動距離未満に規制するものである。

規制部３７０は、トリガ３００に設けられた突出部３０２と、固定部材３５０に設けられたトリガ３００の押圧方向Ｒに延びる長孔３５２とから構成されている。突出部３０２は、トリガ３００の内面側から固定部材３５０側に突出した円柱状部材であって、長孔３５２にスライド可能に係合されている。長孔３５２内におけるトリガ３００の突出部３０２の移動距離（ストローク）Ｄ３は、センサユニット３１０の押圧方向Ｒへの最大移動距離（ストローク）未満である。

規制部３７２については、規制部３７０と同様の構成であるため、詳細な説明は省略する。規制部３７２は、突出部３０４と、長孔３５４とから構成されている。突出部３０４は、長孔３５４にスライド可能に係合されている。長孔３５４内におけるトリガ３００の突出部３０４の移動距離Ｄ４は、センサユニット３１０の押圧方向Ｒへの最大移動距離未満である。なお、移動距離Ｄ３は移動距離Ｄ４と等しい。

規制部３８０は、スイッチ３０の後部に設けられ、センサユニット３１０のコイルばね３６４に対する抜けを防止すると共にセンサユニット３１０の移動量を規制するものである。規制部３８０は、固定部材３５０に設けられた突出部３５６と、荷重センサ支持部材３４０に設けられたフック部３４２ｃとから構成されている。

フック部３４２ｃは、下方に窪んだ凹部を有し、荷重センサ支持部材３４０の後端部に一体形成されている。突出部３５６は、固定部材３５０の内面側から荷重センサ支持部材３４０側に向かって突出した円柱状部材であって、フック部３４２ｃに移動可能に係合されている。フック部３４２ｃ内における突出部３５６の移動距離Ｄ５は、トリガ３００のストロークが限界に達したとしてもセンサユニット３１０が移動可能な長さに設定される。

［スイッチ３０の動作例］
次に、スイッチ３０の動作の一例について図３〜図６を参照して説明する。図６は、スイッチ３０の引き操作時における動作の一例を示している。トリガ３００がユーザーにより押圧される前の状態では、トリガ３００と封止カバー３２２とは距離Ｄ１だけ離間していると共に、感圧導電性弾性部材３２４と基板３２６とは距離Ｄ２だけ離間している。この場合、荷重センサ３２０は、非導通の状態である。また、トリガ３００が押圧される前では、コイルばね３６４によりセンサユニット３１０がトリガ３００側に付勢されるが、突出部３５６によりフック部３４２ｃが係止される。これにより、センサユニット３１０の固定部材３５０からの抜けを防止できる。

ユーザーによりトリガ３００が押圧操作されると、トリガ３００が押圧方向Ｒに移動していき、トリガ３００の突出部３００ａが封止カバー３２２の押圧部３２２ａに当接して押圧する。トリガ３００がさらに押圧されると、封止カバー３２２の押圧部３２２ａが感圧導電性弾性部材３２４を押圧する。これにより、感圧導電性弾性部材３２４が弾性変形して撓んで基板３２６に接触する。つまり、トリガ３００（突出部３０２，３０４）は、距離Ｄ１，Ｄ２で許容される変位量だけ押圧方向Ｒに移動する。

また、ユーザーによりさらにトリガ３００が押圧操作され、コイルばね３６４の取付け荷重以上の荷重がトリガ３００に加えられると、図６に示すように、コイルばね３６４が圧縮されて荷重センサ３２０を内包するセンサユニット３１０が押圧方向Ｒ（後方）に移動していく。センサユニット３１０が距離Ｄ３だけ移動すると、突出部３０２，３０４を含むトリガ３００の移動が長孔３５２，３５４によって規制される。つまり、センサユニット３１０のストローク限界よりも先にトリガ３００の方がストローク限界に到達する。これにより、荷重センサ３２０にコイルばね３６４以上の荷重が加わることを防止できる。

また、トリガ３００が規制部３７０，３７２によって規制される最大距離を移動した場合でも、フック部３２４ｃ内の突出部３５６がまだ距離Ｄ６だけ移動可能な状態となっている。つまり、センサユニット３２０が固定部材３５０に対して距離Ｄ６だけ余裕を持った状態で移動可能な構成となっている。これにより、荷重センサ３２０に対して過大な負荷がかかった場合でも荷重センサ３２０の破損等を防止することができる。

［電動工具１０のブロック構成例］
図７は、電動工具１０の機能構成の一例を示すブロック図である。図７に示すように、電動工具１０は、電動工具１０の全体動作を制御するための制御装置５０を備えている。制御装置５０は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)５２、ＲＯＭ(Read Only Memory)５４およびＲＡＭ(Random Access Memory)５６を主として構成されるマイクロコンピュータ（マイコン）である。制御装置５０は、ＲＯＭ５４等に予め記憶されたプログラムに従ってスイッチ３０の劣化等による誤差を補正する補正動作やモータ２０の駆動制御等を実行する。

制御装置５０には、荷重センサ３２０と、温度センサ８０と、正逆切替スイッチ６０と、モータ２０と、照明装置６２と、操作パネル２４と、電池７０と、記憶部９０とがそれぞれ接続されている。

荷重センサ３２０は、ユーザーによるトリガ３００の押圧力に応じた荷重を検出し、検出に基づく検出信号を制御装置５０に供給する。温度センサ８０は、荷重センサ３２０の温度（周辺温度）を検出して温度情報を制御装置５０に供給する。正逆切替スイッチ６０は、ユーザーによる正回転または逆回転の切り替え操作に基づく切替信号を制御装置５０に供給する。

モータ２０は、制御装置５０から供給される駆動信号に基づいて回転駆動する。照明装置６２は、例えば、電動工具本体１２に設けられた複数のＬＥＤから構成され、制御装置５０から供給される駆動信号に基づいて点灯または消灯する。操作パネル２４は、制御装置５０の指示に基づいて表示切り替えを行う。

電池７０は、制御装置５０等の各構成部に対して電力を供給する。記憶部９０は、例えば不揮発性の半導体メモリ等から構成され、基準値となる荷重および抵抗値を示す荷重−抵抗値特性や、温度毎に設定された荷重および抵抗値を示す複数の荷重−抵抗値特性が格納されたテーブルを記憶する。例えば、温度としては、−１０℃，０℃，２５℃，３０℃，４０℃毎に荷重−抵抗値特性を設定することができる。なお、荷重−抵抗値特性を関数式として予め設定しておき、リアルタイム演算により荷重に対する抵抗値を算出するようにしても良い。

［荷重−抵抗値特性について］
荷重センサ３２０は、劣化や温度変化により荷重に対する出力特性が変化してしまうという問題がある。図８は、荷重センサ３２０により検出される荷重と抵抗値との関係の一例を示すグラフである。図８において、実線は荷重センサ３２０の劣化前の荷重−抵抗値特性（基準値）を示し、破線は荷重センサ３２０の劣化後の荷重−抵抗値特性を示している。縦軸は抵抗値であり、横軸は荷重である。

図８に示すように、劣化前の荷重−抵抗値特性では、荷重センサ３２０により検出される荷重が大きくなるほど、荷重に対する抵抗値が小さくなっている。一方、劣化後の荷重−抵抗値特性では、荷重センサ３２０により検出される荷重が大きくなると、抵抗値は小さくなるが、劣化前と比較すると荷重に対する抵抗値の下がり方が鈍感になり、劣化前よりも抵抗値が大きくなっている。その結果、少ない荷重でモータ２０の回転数が上昇してしまい、荷重に応じた正確なモータ２０の回転数を得ることができないという問題があった。

そこで、本実施の形態では、一定の荷重における抵抗値を検出し、この検出した抵抗値と基準値との差分を補正値とし、以降に荷重センサ３２０により検出される荷重に対する抵抗値に補正値を反映させることで、荷重センサ３２０の劣化等により生じる出力誤差の補正を行っている。ここで、本実施の形態における一定の荷重とは、荷重調整機構としてのコイルばね３６４を介して得られる最大の荷重を意味している。

例えば、図８に示すように、一定の荷重を１０００（ｇｆ）とした場合において、荷重センサ３２０により検出される荷重が約１０００（ｇｆ）に達した場合の抵抗値Ｒ１を取得する。続けて、荷重が１０００（ｇ）の場合の基準値としての抵抗値Ｒ２と取得した抵抗値Ｒ１との差分Ｃを算出し、この差分Ｃを劣化等により生じる出力誤差を補正するための補正値とする。劣化前の荷重−抵抗値特性と劣化後の荷重−抵抗値特性とは、ほぼ同じずれ量で推移するため、他の荷重における抵抗値に対しても同じ補正値を用いることができる。もちろん、算出した補正値を検出される荷重毎にさらに補正するようにしても良い。なお、一定の荷重は、採用するコイルばね３６４等により任意に設定可能であり、上述した１０００（ｇｆ）に限定されるものではない。

ここで、荷重センサ３２０に与えられる荷重が一定の荷重に達したかの判断は、以下のように行うことができる。電動工具１０は所定以上の負荷が掛かると、ハンマ４４がアンビル１６に回転打撃を与えてネジ締めを行う。打撃によって生じる衝撃は、荷重センサ３２０にも伝わるため、荷重センサ３２０により検出される荷重の信号が周期的に変動する。このとき、トリガ３００を強く握るほど荷重センサ３２０が安定するため、トリガ３００を強く握った時は荷重センサ３２０によって検出される抵抗値の変動（振幅）は小さくなり、トリガ３００の握りが弱いときは、抵抗値の変動（振幅）が大きくなる。そこで、本実施の形態では、トリガ３００の保持力に応じて変化する抵抗値の振幅の変化に着目し、この抵抗値の振幅が予め設定された閾値以下となった場合に、荷重センサ３２０に与えられる荷重が一定の荷重（最大荷重）に到達したと判断する。

［電動工具１０の動作例（その１）］
図９は、荷重センサ３２０の劣化を考慮した場合における電動工具１０の補正動作の一例を示すフローチャートである。以下に示す電動工具１０の補正動作は、制御装置５０（ＣＰＵ５２）が、ＲＯＭ５４に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。

図９に示すように、ステップＳ１００において、制御装置５０は、ユーザーによりトリガ３００の操作が行われたか否かを判断する。制御装置５０は、ユーザーによりトリガ３００の操作が行われていないと判断した場合、ユーザーによるトリガ３００の操作が行われるまで待機する。一方、制御装置５０は、ユーザーによりトリガ３００の操作が行われたと判断した場合、ステップＳ１１０に進む。

ステップＳ１１０において、荷重センサ３２０は、ユーザーのトリガ３００の押圧力に応じた荷重を検出する。制御装置５０は、荷重センサ３２０により検出された荷重に対する抵抗値を算出する。ステップＳ１１０が終了したら、ステップＳ１２０に進む。

ステップＳ１２０において、制御装置５０は、算出した抵抗値の振幅が予め設定された閾値以下になったか否かを判断する。つまり、荷重センサ３２０により検出される荷重が一定の荷重（最大荷重）に達したか否かを判断する。制御装置５０は、取得した抵抗値の振幅が閾値以下ではない場合、すなわち抵抗値の振幅が閾値を超えている場合、一定の荷重に到達していないと判断してステップＳ１１０に戻り、抵抗値の振幅を継続して監視する。一方、制御装置５０は、取得した抵抗値の振幅が閾値以下になったと判断した場合、ステップＳ１３０に進む。

ステップＳ１３０において、制御装置５０は、一定の荷重に達した場合における抵抗値を取得する。つまり、ユーザーのトリガ３００の押圧操作により荷重センサ３２０に対して最大の荷重が掛かったときの抵抗値を取得する。ステップＳ１３０が終了したら、ステップＳ１４０に進む。

ステップＳ１４０において、制御装置５０は、予め設定された基準値（荷重−抵抗値特性）を記憶部９０から読み出し、読み出した基準値と取得した抵抗値との比較結果に基づく補正値を算出する。基準値とは、例えば、荷重センサ３２０に劣化が生じる前（出荷前）に取得した荷重センサ３２０の正常な抵抗値である。ステップＳ１４０が終了したら、ステップＳ１５０に進む。

ステップＳ１５０において、制御装置５０は、以降のユーザーのトリガ３００の押圧に応じて荷重センサ３２０により検出される抵抗値（出力）を、算出した補正値を用いて補正する。制御装置５０は、補正後の抵抗値に基づく電圧信号をモータ２０に出力することで、荷重センサ３２０の劣化に影響されないモータ２０の回転駆動を実現することができる。

［電動工具１０の動作例（その２）］
図１０は、荷重センサ３２０の温度変化を考慮した場合における電動工具１０の補正動作の一例を示すフローチャートである。本補正動作は、例えば、荷重センサ２３０の荷重が一定の荷重に到達しない場合であって、かつ、気温の高い現場で作業を行った後に、気温の低い現場に移動して作業を行う場合に好適に適用できる。また、例えば、寒暖差の大きい季節において、日中に作業を行った後に、夜間に作業を行う場合にも好適に適用できる。

以下に示す電動工具１０の補正動作は、制御装置５０（ＣＰＵ５２）が、ＲＯＭ５４に記憶されたプログラムを実行することにより実現される。具体的には、ステップＳ２００において、制御装置５０は、ユーザーによりトリガ３００の操作が行われたか否かを判断する。制御装置５０は、ユーザーによりトリガ３００の操作が行われていないと判断した場合にはユーザーの操作の有無を継続して監視する。一方、制御装置５０は、ユーザーによりトリガ３００の操作が行われたと判断した場合、ステップＳ２１０に進む。

ステップＳ２１０において、温度センサ８０は、制御装置５０の起動に伴い、荷重センサ３２０の温度を測定する。ステップＳ２１０が終了したら、ステップＳ２２０に進む。

ステップＳ２２０において、制御装置５０は、温度センサ８０により測定された荷重センサ３２０の温度に対応する基準となる荷重−抵抗値特性（基準値）を、温度毎に記憶されている複数の荷重−抵抗値特性の中から選択して読み出す。ステップＳ２２０が終了したら、ステップＳ２３０に進む。

ステップＳ２３０において、制御装置５０は、ユーザーのトリガ３００操作の押圧力に応じた荷重を荷重センサ３２０から取得し、取得した荷重に対する抵抗値を算出する。例えば、トリガ３００の１回目の動かし始めや、ねじ締めをしない状態でトリガ３００の引き操作を行う場合等が挙げられる。ステップＳ２３０が終了したら、ステップＳ２４０に進む。

ステップＳ２４０において、制御装置５０は、記憶部９０から読み出した荷重−抵抗値特性に基づいて、ユーザーの押圧力に応じた荷重と一致する荷重に対応付けられた基準となる抵抗値を取得する。ステップＳ２４０が終了したら、ステップＳ２５０に進む。

ステップＳ２５０において、制御装置５０は、ユーザーの押圧力に応じた荷重に対する抵抗値と、荷重−抵抗値特性から取得した抵抗値の基準値とを比較して補正値を算出する。ステップＳ２５０が終了したら、ステップＳ２６０に進む。なお、荷重センサ３２０の出力値と基準値との比較を行って、出力が基準値に対して大きくかけ離れている場合、異常であると判断して報知するようにしても良い。報知手段は、例えば、音声やブザー音であっても良いし、ＬＥＤ等による点灯表示等であっても良い。それにより、電動工具１０に異常が生じていることを把握できる。

ステップＳ２６０において、制御装置５０は、ユーザーのトリガ３００の押圧に応じて荷重センサ３２０により検出される抵抗値を、算出した補正値を用いて補正する。制御装置５０は、補正後の抵抗値に基づく電圧信号をモータ２０に出力することで温度変化に影響されないモータ２０の回転駆動を実現することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、検出した荷重に対する抵抗値と、基準値との差に基づいた出力補正を行うので、荷重センサ３２０の劣化や、使用環境下の温度変化に影響されることなく、スイッチ３０の安定した操作感を得ることができる。例えば、従来、ゴム式の荷重センサ３２０を用いた場合において、温度変化によりゴムの硬さが変化してしまい、モータ２０の所望の回転が得られない場合があったが、本実施の形態によれば、環境温度毎に基準となる荷重−抵抗値特性を持ち、温度に応じた補正を行うので、温度変化に関係なく、高精度な操作を行うことができる。

また、本実施の形態によれば、例えば、電動工具１０の使用開始時において図１０に示した補正動作を実行し、電動工具１０の使用開始後は図９に示した補正動作を実行することができる。これにより、電動工具１０の使用開始時のように荷重センサ３２０が一定の荷重に達しないような場合であっても、荷重に対する抵抗値を正確に補正することができる。なお、図９および図１０に示した補正動作は、一方の補正動作のみを電動工具１０に組み込むようにしても良いし、両方の補正動作を電動工具１０に組み込むようにしても良い。

なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。例えば、荷重センサ３２０の一例として感圧ゴム式の荷重センサを用いた例について説明したが、これ以外にも、半導体式の荷重センサや、歪ゲージ式の荷重センサを用いた場合でも本発明を適用することができる。

また、上述した実施の形態では、温度変化を考慮した出力補正を行う場合に、温度毎に荷重−抵抗値特性や関数式を持つようにしたが、これに限定されることはない。例えば、ユーザーの好みに応じた複数の荷重−抵抗値特性（出力特性）や関数式を持つようにしても良い。具体的には、軽い引き操作で強い出力を得たいユーザーや、その逆に重い引き操作でそれ相応の出力を得たいユーザー等のそれぞれに対応した補正動作を行うことが考えられる。
また、細かい作業をするときには、電動工具１０のレスポンスを向上させるように、通常時よりもトリガ３００の感度を敏感にするように補正しても良い。
さらには、トリガ３００の引き方に依らず、引き始めはゆっくり回転を開始して、徐々に回転を上昇させるような駆動を可能にする補正や、素早く最高速度に到達させる補正など、荷重−出力特性を荷重域毎に変えても良いし、作業対象に応じた使い分けが容易にできるように、トリガ３００の引き方に関わらず、所定の出力が得られるように出力（回転数）に上限を設けるなどの補正を行うことが考えられる。その際、予め記憶された複数の出力特性からユーザーの好みに応じた特性を選択可能にしても良いし、任意の荷重を記憶させるようにしておけば、使い勝手をさらに向上させることができる。

また、上述した実施の形態では、一定の荷重時における出力を補正するようにしたが、これに限定されることはなく、例えば、予め設定された電動工具１０の使用時間および操作回数の少なくとも一方の条件を満たした際に、荷重センサ３２０により検出される荷重に対する出力を補正するようにしても良い。この場合、補正値は、使用時間および操作回数に比例して設定することが好ましい。

さらに、上述した実施の形態の規制部３７０，３７２において、突出部３０２，３０４と長孔３５２，３５４との関係を逆に構成することもできる。同様に、規制部３８０の突出部３５６とフック部３４２ｃとを逆に構成することもできる。また、荷重センサ３２０に与えられる荷重が一定の荷重に達したかの判断手法は、上述した実施の形態に限定されることはなく、変位センサを用いてトリガ３００のストロークの最大量を検出するようにしても良い。

１０電動工具
１２電動工具本体
２０モータ（電気部品）
３０スイッチ
４４ハンマ
４６アンビル
５０制御装置（制御部）
８０温度センサ（温度測定部）
３００トリガ（スイッチ操作部）
３１０センサユニット（センサ収容部材）
３２０荷重センサ
３６４コイルばね（荷重調整機構）

Claims

電気部品を動作させるためのスイッチを備える工具であって、
前記スイッチは、
前記スイッチを操作するスイッチ操作部と、
前記スイッチ操作部の操作による押圧力に応じた荷重を検出する荷重センサと、
前記荷重センサにより検出された前記荷重に対する出力を補正する制御部と、
を備え、
前記制御部により補正された前記出力に基づいて、前記電気部品を動作させることを特徴とする工具。
前記制御部は、所定の荷重における前記荷重センサの出力と基準値との比較に基づいて前記荷重センサの出力を補正する
ことを特徴とする請求項１に記載の工具。
前記制御部は、前記荷重に対する前記荷重センサの出力波形の振幅が閾値以下となった場合における荷重に基づいて、出力補正を行う
ことを特徴とする請求項２に記載の工具。
前記荷重センサに前記所定の荷重を与える荷重調整機構を備える
ことを特徴とする請求項２または３に記載の工具。
前記荷重調整機構は、
前記荷重センサに一定以上の荷重が加えられた際に弾性変形する弾性部材を備え、
押圧操作によって与えられる荷重方向に移動可能に構成されていることを特徴とする請求項４に記載の工具。
温度測定部を備え、
前記制御部は、前記温度測定部により測定された前記荷重センサの温度、または周囲温度に基づいて前記荷重センサにより検出される荷重に対する出力を補正する
ことを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の工具。
前記荷重センサが収容されたセンサ収容部材の内部に、前記温度測定部が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の工具。
前記制御部は、複数の基準値から特定の基準値を選択し、当該選択した基準値に基づいて前記荷重センサの出力を補正することを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の工具。
前記荷重センサは、
非導電性の弾性体中に導電性を有した粒子が分散された感圧導電性弾性部材と、
前記感圧導電性弾性部材で導通する基板と、
を有することを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載の工具。
前記制御部は、工具の使用時間および操作回数の少なくとも一方に基づいて前記荷重センサの出力を補正する
ことを特徴とする請求項１に記載の工具。